Гигиеническая оценка эффективности мероприятий по снижению вредного воздействия компонентов выбросов объектов теплоэнергетики и рисков для здоровья населения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Андришунас Алена Мухаматовна
- Специальность ВАК РФ00.00.00
- Количество страниц 226
Оглавление диссертации кандидат наук Андришунас Алена Мухаматовна
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЪЕКТЫ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ КАК ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ: ОБЩЕРОССИЙСКИЕ ТЕНДЕНЦИИ, РЕГИОНАЛЬНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ
1. 1 Роль теплоэнергетики в загрязнении атмосферного воздуха
1.2 Влияние объектов теплоэнергетики на здоровье населения, проживающего в пределах зон повышенного риска
1.3 Государственное регулирование охраны атмосферного воздуха в Российской Федерации: основные инструменты, влияющие на качество жизни населения
1.4 Методические аспекты оценки эффективности и результативности мероприятий по снижению рисков здоровью населения
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ, ОБЪЕКТЫ И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГЛАВА 3 ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛЬНОГО РИСКА ПРИЧИНЕНИЯ ВРЕДА ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ, РАБОТАЮЩИХ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ, С УЧЕТОМ ДИНАМИКИ ВЫБРОСОВ В ЦЕЛЯХ ГОСУДАРСТВЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
3. 1 Гигиенический анализ пространственно-структурных особенностей распределения потенциального риска причинения вреда здоровью населения при осуществлении деятельности в области производства, передачи и распределения пара и горячей воды, кондиционирования воздуха
3.2 Гигиенический пространственно-динамический анализ аэрогенного воздействия производственной деятельности объектов теплоэнергетики в Российской Федерации
3.3 Меры государственного регулирования качества атмосферного воздуха в рамках реализации Федерального проекта «Чистый воздух»
ГЛАВА 4 МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЛАНИРУЕМЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО СНИЖЕНИЮ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ ПО КРИТЕРИЯМ МИТИГАЦИИ РИСКОВ И ВРЕДА ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ
4.1 Методические подходы к гигиенической оценке эффективности мер регулирования качества атмосферного воздуха
4.2 Усовершенствованный алгоритм оценки степени тяжести совокупного причиненного вреда здоровью, детерминированного длительным аэрогенным воздействием химических веществ
ГЛАВА 5 ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ В ОЗДУХО ОХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ НА ПРИМЕРЕ ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ, РАБОТАЮЩИХ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ
5.1 Гигиенический анализ Комплексных планов мероприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух
5.2 Гигиеническая оценка качества атмосферного воздуха на репрезентативной территории от всех источников, в том числе от объектов теплоэнергетики до и после реализации воздухоохранных мероприятий
5.3 Анализ риска для здоровья населения, связанного с химическим загрязнением атмосферного воздуха в результате деятельности объектов теплоэнергетики до и после реализации воздухоохранных мероприятий
5.4 Гигиеническая оценка заболеваемости, ассоциированной с загрязнением атмосферного воздуха выбросами от объектов теплоэнергетики, с оценкой совокупного причиненного вреда здоровью и его тяжести до и после реализации воздухоохранных мероприятий
5.5 Оценка экономического ущерба, обусловленного возникновением дополнительных случаев заболеваемости населения, ассоциированных с загрязнением атмосферного воздуха компонентами выбросов объектов теплоэнергетики (до и после проведения воздухоохранных мероприятий)
5.6 Обоснование уровня безопасного содержания микроразмерных твердых частиц PM1 в атмосферном воздухе
ГЛАВА 6 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕАЛИЗУЕМЫХ ВОЗДУХООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ В СООТВЕТСТВИИ С КОМПЛЕКСНЫМИ ПЛАНАМИ И РЕАЛИЗАЦИЕЙ ОПТИМИЗАЦИОННОЙ ЗАДАЧИ, НАПРАВЛЕННОЙ НА СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ ПРИОРИТЕТНЫХ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ НА ОБЪЕКТАХ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ
6.1 Апробация комплексного методического подхода к оценке эффективности воздухоохранных мероприятий, основанного на интегральном анализе многокомпонентных
показателей
6.2 Апробация методического подхода к гигиенической оценке эффективности воздухоохранных мероприятий по дифференцированной митигации рисков и вреда здоровью населения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕЙ РАЗРАБОТКИ ТЕМЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Гигиенические проблемы и профилактика риска развития заболеваний населения городов в условиях особо высокого уровня загрязнения атмосферного воздуха (на примере города Братска)2022 год, кандидат наук Пережогин Алексей Николаевич
Гигиеническая оценка воздействия химических компонентов производства глинозема на органы дыхания у детей для совершенствования системы социально-гигиенического мониторинга2020 год, кандидат наук Тихонова Ирина Викторовна
Анализ многосредового риска и ущерба здоровью населения при воздействии химических факторов среды обитания (на примере крупного промышленного центра)2010 год, кандидат медицинских наук Клейн, Светлана Владиславовна
Гигиеническая оценка и управление риском здоровью населения крупного промышленного города2019 год, кандидат наук Сергеев Артем Константинович
Гигиеническое обоснование воздействия дорожно-автомобильного комплекса на атмосферный воздух жилой территории2016 год, кандидат наук Леванчук, Александр Владимирович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Гигиеническая оценка эффективности мероприятий по снижению вредного воздействия компонентов выбросов объектов теплоэнергетики и рисков для здоровья населения»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Изучение качества среды обитания с позиции ее безопасности для человека должно базироваться на междисциплинарной методологии. Причиной тому служит сложная и непрерывная динамика взаимодействия человека и окружающей его среды, что является фундаментальным аспектом современного мира [175, 183]. Для получения полной и объективной картины влияния среды обитания на здоровье человека необходимо учитывать различные аспекты - от биологических и медицинских факторов до социально-экономических и политических. Только такой комплексный междисциплинарный подход позволит провести адекватные исследования и разработать эффективные меры по предотвращению и минимизации негативных последствий. Исследования, основанные на таком подходе, способствуют получению более надежных и обоснованных результатов в контексте современных вызовов, позволяют анализировать сложные системы и разрабатывать комплексные стратегии и решения для улучшения качества среды обитания [46, 92, 132, 263].
Достижение надлежащего качества факторов среды обитания обеспечивается через поддержание санитарно-эпидемиологического благополучия - приоритетной стратегической задачи Роспотребнадзора, которое включает соблюдение санитарного законодательства и нормативно-правовых актов технического регулирования, в том числе национальных и отраслевых стандартов, санитарно-гигиенических регламентов и иных нормативных требований [11], исполнение национальных и федеральных проектов («Чистая страна», «Чистый воздух», «Жилье и городская среда» и др.), отраслевых документов стратегического планирования [11, 70, 75, 76, 118]. Основным документом, формирующим правовую основу для обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия, является Федеральный закон № 52-ФЗ. Вместе с тем, реализация заложенных в нем норм обеспечивается целым рядом взаимосвязанных законодательных актов, конкретизирующих механизмы реализации права на здоровье. В частности, это законы, регулирующие основы здравоохранения [92], защиту прав потребителей [72], безопасность пищевой продукции [73] и вопросы иммунопрофилактики инфекционных болезней [91] и др.
Исходя из вышеизложенного, в Российской Федерации существует достаточно развернутая нормативно-правовая база, регулирующая сферу санитарно-эпидемиологического благополучия. Данная база ориентирована на сохранение и укрепление здоровья населения, на профилактику заболеваний, этиологически связанных с воздействием факторов среды обитания [140, 187, 224].
На территории большинства крупных городов Российской Федерации фиксируется неблагоприятная санитарно-эпидемиологическая обстановка. Загрязнение среды обитания обусловлено комплексным воздействием газообразных, жидких и твердых примесей,
поступающих от различных антропогенных источников, включая промышленное и энергетическое производство, транспортную инфраструктуру, коммунальное хозяйство и добычу полезных ископаемых и др. Загрязнение атмосферного воздуха занимает первое место по чрезмерно большому объему поступления вредных веществ. Данные вещества могут находиться в твердом состоянии, в виде органических и неорганических частиц. Значимый вред оказывают взвешенные вещества [32, 83, 109, 136].
По итогам 2023 года в перечень приоритетных городов Российской Федерации, отличающихся наибольшей антропогенной нагрузкой на атмосферный воздух, вошло 33 населённых пункта. Суммарная численность населения, проживающего на указанных территориях, достигла 10,1 миллиона человек. Критерием включения в перечень послужил комплексный индекс загрязнения атмосферы (КИЗА), значение которого составляло 14 и более единиц, что соответствует высокому уровню загрязнения воздушной среды. Данная ситуация для этих городов является типичной, поскольку размещение промышленных объектов находится в границе или вблизи жилых зон, что нередко приводит к многократному превышению предельно допустимых значений концентраций химических веществ и, как следствие, формированию заболеваний со стороны органов дыхания, ЦНС, системы крови, иммунной системы, процессов развития [4, 13, 21, 68]. К таким предприятиям относятся и хозяйствующие субъекты, осуществляющие деятельность в сфере теплоэнергетики, которые в процессе своего функционирования выбрасывают большое количество пылегазовых смесей в атмосферный воздух.
По данным Государственного доклада Минприроды России, в 2023 году суммарный объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух на территории Российской Федерации достиг 21,9 млн тонн [79]. При этом валовые выбросы от стационарных источников, включая предприятия теплоэнергетики, достигали 16,9 млн тонн. Выбросы объектов теплоэнергетики составляли 18,6 % от общего объема стационарных источников в стране. Сравнительный анализ федеральных округов по объемам выбросов от стационарных источников, включая объекты теплоэнергетики, свидетельствует, что в 2023 году наибольший показатель регистрировался в Сибирском федеральном округе (5511,8 тыс. тонн). Несмотря на общероссийскую тенденцию к снижению частоты превышений гигиенических нормативов загрязнения атмосферного воздуха в городских поселениях в 1,8 раза за последние семь лет в Сибирском и Дальневосточном федеральных округах в период с 2017 по 2023 год зафиксированы многократные превышения данных нормативов, достигающие от 24,3 до 39,0 раз.
Основными видами топлива, используемыми на объектах теплоэнергетики Российской Федерации, являются: уголь, мазут, газ, в меньшей доле: нефть, бензин, дизельное топливо, применяются: торф, сланец и древесина. Особое внимание уделяется процессу сжигания твердого топлива, особенно угля, который оказывает существенное негативное влияние на качество атмосферы. Это связано с высоким содержанием в угле (около 90 %) негорючих минеральных
компонентов [12, 113, 176, 178]. Процессы сжигания органического твердого топлива и жидких нефтепродуктов сопровождаются образованием сложной газоаэрозольной смеси. К числу приоритетных компонентов таких выбросов относятся оксиды азота (ЫОх), диоксид серы ^О2), оксид углерода (СО), углеводороды, сероводород, взвешенные вещества (включая мелкодисперсные фракции РМ2.5 и РМ10), сажа, тяжёлые металлы (например, ванадий поступающий при сжигании мазута), полициклические ароматические углеводороды, включая бенз(а)пирен, ряд других токсичных соединений [34, 38, 51, 78, 80, 94, 110, 121, 218, 266]. В частности, в Сибирском федеральном округе доля крупных объектов теплоэнергетики, работающих на угле, мазуте и торфе, составила 90,7 % от доли объектов, работающих на газе, в Дальневосточном федеральном округе этот показатель превышает 53 %. Помимо крупных теплоэлектростанций, «проблемные» территории имеют большое количество малых источников теплоснабжения, в том числе частные отопительные котельные и АИТ, более 74,8 тыс. единиц в 2018 году. Незначительная высота источников выбросов малых отопительных котельных обусловливает локальный характер загрязнения атмосферного воздуха с максимальными концентрациями, фиксируемыми непосредственно в зоне дыхания человека [65]. Дополнительным негативным фактором выступают неблагоприятные метеорологические условия, характерные для восточных территорий Сибири, где ограниченные возможности атмосферного рассеивания способствуют формированию повышенных уровней загрязнения приземного слоя атмосферы [113, 137].
По данным ВОЗ [22] в общей группе объектов теплоэнергетики и теплоснабжения особую опасность представляют частные дома с печным отоплением (АИТ). Около 2,4 миллиарда человек в мире используют твердое топливо, такое как древесина, отходы растениеводства, древесный и каменный уголь, навоз, керосин, сжигая их в открытых очагах или неэффективных печах для приготовления пищи. Для эффективного сокращения загрязнения воздуха, связанного с использованием твердых видов топлива, необходимы совместные усилия различных сторон: правительств, коммунальных служб, населения и других заинтересованных организаций. Внедрение более экологически чистых и эффективных технологий, развитие альтернативных источников энергии могут способствовать снижению негативного воздействия на здоровье и окружающую среду.
Следует отметить, что в условиях хронической аэрогенной экспозиции химическими веществами, в том числе связанными с выбросами от объектов теплоэнергетики и теплоснабжения, у населения зачастую проявляются множественные системные ответы со стороны здоровья. Среди наиболее часто регистрируемых патологических состояний превалируют заболевания респираторной системы [104, 123, 186, 213]. По данным ВОЗ, каждая 8-я смерть во всем мире ассоциирована с воздействием загрязненного атмосферного воздуха, атрибутивное бремя смертности в Российской Федерации в 2023 году достигло 4,6 тыс. случаев.
Основными причинами смерти при этом выступили заболевания сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем, онкологические заболевания. Дополнительная заболеваемость, связанная с аэрогенным воздействием, по данным анализа составила 599,6 тыс. случаев. В структуре данной патологии лидирующие позиции занимают болезни дыхательной, нервной, мочеполовой и кроветворной систем, органов пищеварения и зрения, опорно-двигательного аппарата, нарушения эндокринной системы и иммунные расстройства, новообразования [83].
Сохраняющаяся неблагоприятная ситуация с качеством атмосферного воздуха и обусловленные этим риски для здоровья населения, находящие свое выражение в увеличении уровня хронической патологии различных органов и систем, продолжают оставаться актуальной научно-практической проблемой. В сложившихся условиях особую актуальность приобретает необходимость повышения достоверности и точности верификации причинно-следственных связей между аэрогенным воздействием и негативными ответами в состоянии здоровья экспонированного населения, включая ущерб, причиненный производственными объектами, не соблюдающими обязательные требования в области санитарного законодательства и здравоохранения [75, 120, 193, 200].
В условиях, когда антропогенная нагрузка на атмосферный воздух остается на высоком уровне [264, 265], особую значимость приобретают исследования, направленные на гигиеническую оценку и всесторонний анализ воздействия выбросов предприятий теплоэнергетического сектора, функционирующих на твердом топливе, на состояние окружающей среды и здоровье населения. Полученные данные повысят эффективность разработки и внедрения дополнительных мер, ориентированных на минимизацию выбросов загрязняющих веществ и улучшение качества атмосферного воздуха на территориях, подверженных влиянию исследуемых объектов [16, 31, 66].
В методологии настоящего исследования понятие «эффективности» интерпретируется как степень достижения целевых показателей качества атмосферного воздуха и гигиенических нормативов, регламентированных документами государственного регулирования, в первую очередь -Комплексными планами мероприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ. С позиции обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения данное понятие отражает результативность реализуемых мер в контексте минимизации аэрогенных рисков и служит интегральным критерием «успешности» выполнения государственных воздухоохранных программ. Таким образом, эффективность - это мера «успешности» реализации государственных воздухоохранных программ в достижении безопасности для здоровья населения от аэрогенных факторов риска.
Глубокая научная проработка, разработка методологии и практического инструментария по оценке эффективности и результативности, нормативно-правовое закрепление и регулирование являются необходимыми этапами решения данной актуальной задачи.
Степень разработанности темы исследования. В настоящее время основной проблемой большинства крупных городов Российской Федерации является интенсивное загрязнение воздушной среды химическими веществами и неблагоприятное влияние их на здоровье населения. Гигиенические проблемы особенно остро стоят в городах, где доминируют определённые отрасли промышленности, в частности теплоэнергетика [162].
На сегодняшний день в России и за рубежом придают большое значение проблеме загрязнения атмосферного воздуха в результате хозяйственной деятельности объектов теплоэнергетики, а именно оценке уровней загрязнения атмосферного воздуха, пространственного распределения объектов теплоэнергетики и выбросов, приоритетных факторов загрязнения [20, 44, 159, 161, 182, 199, 259].
Рядом исследователей установлены особенности пространственного распределения крупных топливно-энергетических комплексов и объектов производства тепло- и электроэнергии на территории Российской Федерации, преимущественно располагающихся в регионах Восточной Сибири и Дальнего Востока [1, 7, 35, 55, 109, 141, 154, 166]. На сегодняшний день опубликовано множество исследований по содержанию оксидов металлов, таких как ванадий, алюминий, кремний, железо, стронций, кальций и магний в выбросах тепловых электростанций [14, 53, 109, 113, 178, 180, 260].
Существуют отдельные научные исследования, направленные на определение содержания конкретных химических веществ, включая мелкие частицы размером менее 2,5 мкм, на выявление причинно-следственной связи между концентрацией этих частиц в воздухе и ответами со стороны органов дыхания, пищеварения, крови, сердечно-сосудистой, нервной и иммунной систем, развитием злокачественных новообразований [9, 64, 153, 160, 168, 169, 179, 213, 248, 261].
По данным отчета «Энергетическая стратегия России» на периоды до 2024 года и до 203 5 года оценена эффективность внедрения и реализации технологических и инженерно-технических мероприятий на объектах теплоэнергетики с целью управления риском здоровью населения. Разработанные мероприятия направлены на уменьшение отрицательного воздействия деятельности объектов теплоэнергетики на среду обитания человека путём разработки и внедрения Комплексных планов воздухоохранных мероприятий, перспективных экологически чистых технологий [25, 116, 133, 148].
В то же время недостаточно изученными остаются отдельные существенные аспекты. К ним можно отнести необходимость более точного определения территорий с наиболее высокими уровнями аэрогенной экспозиции в зоне влияния объектов теплоэнергетики; актуализацию данных о перечне стационарных источников выбросов на указанных объектах, включая вопросы
инвентаризации и нормирования всех твердых компонентов с учетом их дисперсного состава; пространственные закономерности дифференциации влияния выбросов объектов теплоэнергетики на параметры качества среды обитания и ассоциированные с ними показатели реализованного ущерба здоровью населения. Дальнейшего исследования требуют вопросы, связанные с установлением зон, характеризующихся наибольшей аэрогенной нагрузкой, уточнением полного перечня компонентов, входящих в состав твердых взвешенных частиц, совершенствованием комплексных планов мероприятий, ориентированных на внедрение наилучших доступных технологий и снижение приоритетных факторов риска. Перспективным направлением представляется развитие и корректировка научно-методического инструментария для оценки результативности и эффективности воздухоохранных мероприятий и совершенствование системы управления рисками для здоровья населения. Значимость в научном и прикладном аспектах приобретают исследования, посвященные комплексному воздействию многокомпонентных взвешенных частиц на состояние здоровья населения, что в единстве с вышеперечисленными аспектами обосновывает актуальность данного диссертационного исследования.
Несмотря на наличие широкого спектра научно-исследовательских работ, посвященных вопросам улучшения качества атмосферного воздуха, на активное исполнение Роспотребнадзором своих надзорных полномочий в данной сфере и реализацию национальных и федеральных проектов, призванных улучшить санитарно-эпидемиологическую обстановку в стране, сложившиеся подходы к оценке эффективности и результативности осуществляемых воздухоохранных мероприятий требуют дальнейшего развития.
Методические подходы к определению результативности и эффективности программ и планов, ориентированных на снижение рисков и вреда здоровью в рамках многофакторного воздействия, должны базироваться на ряде основополагающих принципов и критериев:
- соблюдение санитарного законодательства (гигиенических нормативов): оценка должна учитывать степень достижения нормативных значений концентраций загрязняющих веществ в объектах окружающей среды, динамику и результативность снижения уровней воздействия вредных факторов на население;
- оценка риска здоровью: в основе методических подходов должен лежать расчет величин остаточного риска для здоровья населения после завершения мероприятий;
- оценка уровней заболеваемости: важным индикатором эффективности природоохранных мероприятий является анализ темпов и динамики снижения показателей заболеваемости, ассоциированной с качеством окружающей среды. Разрабатываемые методические подходы должны обеспечивать возможность выявления непосредственного влияния реализованных мер на структуру и уровень заболеваемости, позволять количественно оценивать эффективность предпринятых действий по минимизации рисков для здоровья населения.
Для обеспечения объективной оценки воздухоохранных мероприятий требуется разработка алгоритма идентификации приоритетных загрязняющих веществ и объектов хозяйственной деятельности, подлежащих квотированию, что поможет определить наиболее значимые и опасные источники загрязнения и сконцентрировать регулирующие воздействия на них.
Цель исследования: гигиеническая оценка эффективности мероприятий и обоснование рекомендаций по снижению вредного воздействия выбросов объектов теплоэнергетики и рисков для здоровья населения с учетом элементов государственного регулирования и дифференцированного подхода.
В рамках работы выдвигалась гипотеза о том, что объекты теплоэнергетики, расположенные в непосредственной близости к жилым зонам, в условиях нарушения санитарного законодательства являются источниками риска и вреда здоровью подверженного воздействию населения, являются управляемыми за счет реализации воздухоохранных мероприятий, обеспечивающих сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
Задачи исследования:
1. Выполнить комплексный пространственно-динамический анализ аэрогенного влияния производственной деятельности объектов теплоэнергетики РФ, формирующих потенциальные риски причинения вреда здоровью населения.
2. Усовершенствовать с учетом существующих инструментов государственного регулирования методические подходы к гигиенической оценке эффективности воздухоохранных мероприятий по дифференцированной митигации рисков и вреда здоровью населения.
3. На примере репрезентативной территории провести апробацию методического подхода и многокритериальную гигиеническую оценку достаточности воздухоохранных мероприятий на объектах теплоэнергетики, работающих на твердом топливе.
4. Оценить реализацию рисков здоровью в виде ассоциированных случаев заболеваний у экспонированного населения в условиях недостаточной эффективности воздухоохранных мероприятий и, с учётом установленных закономерностей, обосновать безопасный по критериям риска для здоровья уровень хронического ингаляционного воздействия ультрамелкодисперсной фракции взвешенных частиц.
5. Разработать научно обоснованный комплекс гигиенических рекомендаций по минимизации вреда здоровью населения в зонах влияния объектов теплоэнергетики.
Научная новизна работы. В ходе исследования получены следующие основные результаты, которые характеризуются научной новизной:
- подтверждена исходная гипотеза, что функционирование объектов теплоэнергетики, использующих твердое топливо, оказывает негативное влияние на состояние здоровья населения и сопровождается ухудшением качества атмосферного воздуха в селитебных зонах.
Недифференцированный подход к снижению выбросов на таких объектах может обусловливать недостаточную эффективность реализуемых воздухоохранных мероприятий;
- установлены особенности и закономерности неравномерного пространственного распределения зон влияния объектов теплоэнергетики, формирующих потенциальные риски причинения вреда здоровью, канцерогенные и неканцерогенные ингаляционные риски и дополнительные случаи заболеваний (органов дыхания, пищеварения, зрения и др.), ассоциированные с качеством атмосферного воздуха;
- разработан научно-обоснованный алгоритм гигиенической оценки эффективности воздухоохранных мероприятий, базирующийся на интегральном анализе многокомпонентных показателей, обеспечивающий точность и обоснованность оценки регулирующих воздействий в отношении хозяйствующих субъектов и приоритетных загрязняющих веществ;
- расширена и уточнена система параметризированных математических моделей причинно-следственных связей «комбинированная экспозиция - негативный ответ (заболевание)» для конкретных аэрогенных химических факторов риска в зоне влияния объектов теплоэнергетики на твердом топливе;
- усовершенствован методический подход к оценке реализации ингаляционного риска в виде популяционного вреда здоровью на основе теории нечетких множеств;
- показана более высокая вероятность возникновения заболеваний (по данным обращаемости за медицинской помощью) нервной, мочеполовой систем, злокачественных новообразований, заболеваний органов дыхания, пищеварения, зрения, сердечно-сосудистой и костно-мышечной систем у населения, подверженного воздействию твердых и аэрозольных компонентов выбросов объектов теплоэнергетики;
- установлена сопоставимость компонентного, дисперсного и морфологического состава твердых частиц в атмосферном воздухе зоны влияния ТЭЦ и золы, идентичность компонентного состава золы и экзогенных микроразмерных примесей, обнаруженных в биологических средах экспонированного населения (в выдыхаемом воздухе, мокроте);
- обоснован безопасный по критериям риска для здоровья уровень хронического ингаляционного воздействия ультрамелкодисперсной фракции взвешенных частиц (РМ1), составивший 0,002 мг/м3;
- подтверждена высокая гигиеническая значимость дифференцированного подхода к снижению рисков для здоровья населения, основанного на системе ограничений (соблюдение гигиенических нормативов, критериев приемлемого риска) и критериях оптимальности направлений регулирования выбросов и их приоритизации.
Теоретическая и практическая значимость исследования.
Теоретическая значимость. Расширены представления о пространственной вариативности потенциальных рисков для здоровья населения с учётом региональных характеристик; углублены
знания о комплексных механизмах формирования ингаляционных рисков в условиях взаимодействия различных типов источников теплоэнергетики; выявлены и количественно оценены закономерности взаимосвязи между качеством атмосферного воздуха и уровнем заболеваемости с учётом пространственно-временной динамики; идентифицированы новые компоненты твердых частиц золы (металлы), изучена мелкодисперсная фракция и оценен их потенциал к глубокому проникновению в респираторный тракт; усовершенствован методический подход оценки реализации ингаляционного риска в виде причиненного вреда здоровью, детерминированного факторами риска с использованием популяционных данных (данных ТФОМС); получена новая система знаний в области совершенствования и адаптации методических подходов к оценке эффективности воздухоохранных мероприятий на территориях с высоким многокомпонентным уровнем загрязнения атмосферного воздуха; научно обоснованы критерии оценки результативности и эффективности комплексных планов воздухоохранных мероприятий для совокупности источников, их групп и отдельных объектов с учетом митигации рисков и ассоциированного с качеством атмосферного воздуха вреда здоровью населения; обоснована теоретическая эффективность применения дифференцированных подходов к регулированию выбросов для снижения рисков здоровью населения.
Практическая значимость работы заключается в методическом обеспечении деятельности службы в задачах прогнозной оценки эффективности и результативности планируемых воздухоохранных мероприятий, в возможности применения полученных результатов для совершенствования системы управления рисками здоровью населения, подвергающегося аэротехногенному воздействию деятельности объектов теплоэнергетики. На примере репрезентативной территории получены конкретные данные, выявлены зоны и уровни повышенного риска, расчетного вреда здоровью, в виде дополнительной ассоциированной с качеством атмосферного воздуха заболеваемости в зонах влияния деятельности объектов теплоэнергетики, основные источники их формирования. Выявленные закономерности между уровнями загрязнения атмосферного воздуха и показателями заболеваемости населения, данные о компонентном составе и свойствах твердых выбросов объектов теплоэнергетики формируют научную основу для определения приоритетных направлений регулирующих воздействий. В ходе исследования обоснованы безопасные уровни содержания взвешенных частиц РМ1 в атмосферном воздухе, которые могут быть рекомендованы для использования при разработке гигиенических нормативов. Выполнен прогноз динамических изменений качества атмосферного воздуха, популяционных рисков и сопряженных с ними нарушений здоровья после проведения воздухоохранных мероприятий. Обоснованы дифференцированные рекомендации по оптимизации системы СГМ и внедрению комплекса митигационных мероприятий по приоритетному снижению вредного воздействия наиболее опасных для здоровья компонентов выбросов объектов теплоэнергетики. Полученные характеристики результативности и
Похожие диссертационные работы по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Совершенствование методологии гигиенического анализа и профилактики формирования у детей заболеваний органов дыхания и коморбидной патологии, ассоциированных с воздействием химических факторов окружающей среды2019 год, доктор наук Маклакова Ольга Анатольевна
Оценка аэрогенного риска для здоровья населения при обосновании размеров санитарно-защитных зон промышленных объектов2010 год, кандидат медицинских наук Киреев, Андрей Андреевич
Научные основы обеспечения санитарно-гигиенической безопасности населения региона с использованием новых информационных технологий (на примере Вологодской обл.)2003 год, доктор медицинских наук Лимин, Борис Васильевич
Научно-методические основы гигиенической оценки влияния объездных и транзитных автомобильных дорог на окружающую среду и здоровье2015 год, кандидат наук Лим, Татьяна Евгеньевна
Вклад воздействия выбросов загрязняющих веществ производства синтетического каучука в риск здоровью населения2005 год, кандидат медицинских наук Заряева, Елена Владимировна
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Андришунас Алена Мухаматовна, 2026 год
всех источников)
Код в-ва Название вещества Доли ПДКм.р.
Минимум Среднее Максимум
143 Марганец и его соединения менее 0,01 0,03 1,03
301 Азота диоксид 0,47 1,65 6,25
328 Углерод 0,11 0,31 1,55
330 Сера диоксид 0,17 0,32 1,06
337 Углерод оксид 0,11 0,54 3,86
342 Фториды газообразные 0,07 0,29 1,37
602 Бензол 0,01 0,04 2,09
1071 Гидроксибензол 0,01 0,08 2,08
2902 Взвешенные вещества 0,02 0,21 3,21
2908 Пыль неорганическая: 70-20% 8Ю2 0,20 0,87 5,07
2909 Пыль неорганическая: до 20% 8Ю2 0,02 0,11 1,59
2930 Пыль абразивная менее 0,01 0,05 2,01
Превышение максимальных разовых предельно допустимых концентраций (ПДКм.р.) более чем в 5 раз зарегистрировано для диоксида азота и неорганической пыли, содержащей от 20 % до 70 % диоксида кремния (Таблица 5.4).
Выполненное расчетное моделирование рассеивания загрязняющих веществ от всех источников выявило превышение среднегодовых концентраций по трем показателям - марганцу, диоксиду азота и бенз(а)пирену. Уровни превышения варьировались в диапазоне до 11,07-кратных значений установленных предельно допустимых среднегодовых концентраций (ПДКс.г). Как видно из представленных данных, приземные концентрации соединений марганца составляют выше 10 ПДКс.г., что потенциально может формировать угрозу для здоровья населения репрезентативной территории (Таблица 5.5).
Таблица 5.5 - Диапазоны среднегодовых расчетных концентраций веществ, превышающих
ПДКс.г. в точках жилой застройки репрезентативной территории (вклад всех источников)
Код в-ва Название вещества Доли ПДКс.г.
Минимум Среднее Максимум
143 Марганец и его соединения 0,02 0,16 11,07
301 Азота диоксид 0,05 0,54 1,98
703 Бенз(а)пирен 0,31 0,86 4,47
Гигиеническая оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха на репрезентативной территории, формируемого исключительно деятельностью объектов теплоэнергетики, выполненная на основе результатов расчетного моделирования рассеивания загрязняющих веществ в селитебных зонах, выявила превышения гигиенических нормативов по максимально-разовым концентрациям по 8 веществам: серы диоксиду (до 1,02 ПДКм.р.), азота диоксиду (до 3,04 ПДКм.р.), углероду (до 1,52 ПДКм.р.), углерода оксиду (до 3,84 ПДКм.р.), взвешенным
веществам (до 3,19 ПДКм.р.), неорганической пыли с содержанием SiO2 70-20 % (до 5,08 ПДКм.р.), неорганической пыли с содержанием SiO2 менее 20 % (до 1,09 ПДКм.р.) и пыли абразивной (до 2,01 ПДКм.р.) (Таблица 5.6).
Таблица 5.6 - Диапазоны максимальных разовых расчетных концентраций загрязняющих веществ, превышающих ПДКм.р. в точках проживания населения репрезентативной территории от объектов теплоэнергетики
Код в-ва Название вещества Доли ПДКм.р.
Минимум Среднее Максимум
301 Азота диоксид 0,17 0,49 3,04
328 Углерод 0,10 0,29 1,52
330 Сера диоксид 0,10 0,26 1,02
337 Углерода оксид 0,06 0,50 3,84
2902 Взвешенные вещества 0,01 0,20 3,19
2908 Пыль неорганическая: 70-20% 8Ю2 0,19 0,85 5,08
2909 Пыль неорганическая: до 20% 8Ю2 0,01 0,07 1,09
2930 Пыль абразивная менее 0,01 0,01 2,01
Сводные расчеты рассеивания загрязняющих веществ, выбрасываемых теплоэнергетическими предприятиями в жилых районах репрезентативной территории, свидетельствуют об отсутствии превышений предельно допустимых концентраций по среднегодовым значениям гигиенических нормативов.
Результаты оценки вклада теплоэнергетических объектов в формирование приземных концентраций загрязняющих веществ как в максимальном разовом, так и в среднегодовом аспектах, проведенной с использованием методов расчетного моделирования в пределах городской территории, показали, что доля вклада наблюдаемых 55 веществ в концентрации варьируется в интервале от 1 % до 100 % в различных зонах города. При этом значительная доля, превышающая 50 %, характерна для большинства веществ, по которым моделирование выявило превышение установленных гигиенических нормативов (таблицы 5.7 и 5.8).
Таблица 5.7 - Диапазоны вклада теплоэнергетических предприятий в максимальные разовые приземные концентрации загрязняющих веществ в жилых районах города, характеризующиеся превышением гигиенических нормативов согласно результатам расчетного моделирования
Код в-ва Наименование примеси Вклад объектов ТЭ в максимальную разовую концентрацию, %
Минимум Среднее Максимум
1 2 3 4 5
143 Марганец и его соединения 0,14 6,15 100,00
301 Азота диоксид 3,77 32,64 82,73
328 Углерод 21,53 93,12 100,00
330 Сера диоксид 19,38 78,87 100,00
1 2 3 4 5
337 Углерод оксид 13,18 85,63 100,00
342 Фториды газообразные 0,01 0,11 5,34
602 Бензол 0,09 15,40 100,00
1071 Гидроксибензол менее 0,01 0,01 0,10
2902 Взвешенные вещества 1,41 93,74 100,00
2908 Пыль неорганическая: 70-20% 8Ю2 19,29 96,83 100,00
2909 Пыль неорганическая: до 20% 8Ю2 3,10 55,34 100,00
2930 Пыль абразивная 0,26 16,49 100,00
Таблица 5.8 - Диапазоны вклада теплоэнергетических объектов в формирование среднегодовых приземных концентраций загрязняющих веществ с превышением гигиенических нормативов от всех источников выбросов в жилых зонах города по расчетным данным
Код в-ва Наименование примеси Доля вклада объектов ТЭ в суммарный валовый выброс, %* Вклад объектов ТЭ в среднегодовую концентрацию, %
Минимум Среднее Максимум
143 Марганец и его соединения 0,8 0,01 0,82 9,45
301 Азота диоксид 69,3 4,17 22,77 66,41
703 Бенз(а)пирен 1,3 0,20 1,81 6,33
Примечание: *приведены суммарные показатели вклада исключительно от ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, ТЭЦ-3, 35 котельных и АИТ.
Суммарный вклад объектов теплоэнергетики в среднегодовое загрязнение атмосферного воздуха достигал 37 % (Рисунок 5.2).
Рисунок 5.2 - Вклад объектов теплоэнергетики в среднегодовое загрязнение атмосферного
воздуха на репрезентативной территории
В зонах влияния объектов теплоэнергетики, где вклад в суммарное загрязнение атмосферного воздуха составляет до 10 %, проживает порядка 715,2 тыс. человек. В зоне воздействия, где вклад объектов теплоэнергетики составляет 10-20 %, проживает 207,8 тыс. человек, 20-30 % - 10,3 тыс. человек, при вкладе более 30 % в суммарное загрязнение атмосферного воздуха - порядка 0,5 тыс. человек. При этом зона влияния с разным уровнем вклада объектов теплоэнергетики в суммарное загрязнение атмосферного воздуха распространяется на всю территорию жилой застройки города площадью более 340 кв. км.
Таким образом, в атмосферу репрезентативной территории выбрасывается 252 загрязняющих вещества, суммарный объём которых превышает 140 тыс. тонн. Согласно данным расчетов рассеивания загрязняющих веществ на репрезентативной территории, проведенных для всех источников выбросов, превышения максимальных разовых концентраций выявлены для 12 веществ (марганец и его соединения, диоксид азота, углерод, диоксид серы, оксид углерода, фториды газообразные, бензол, фенол, взвешенные вещества, пыль абразивная, пыль неорганическая с содержанием SiO2 от 20 % до 70 %, пыль неорганическая с содержанием SiO2 менее 20 %) с максимальным уровнем до 6,3 ПДКм.р.; превышения среднегодовых концентраций (по 3 веществам) - марганца, диоксида азота и бенз(а)пирена - зафиксированы до 11,07 ПДКс.г.
Для объектов теплоэнергетики превышения максимальных разовых концентраций установлены в отношении восьми веществ: диоксида серы, диоксида азота, углерода (сажи), оксида углерода, взвешенных веществ, неорганической пыли с содержанием SiO2 70-20 %, неорганической пыли с содержанием SiO2 до 20 % и абразивной пыли, при этом их величина не превышала 5,08 ПДКм.р.; превышений среднегодовых гигиенических нормативов качества атмосферного воздуха установлено не было.
Вклад теплоэнергетических объектов в приземные концентрации загрязнителей в г. Красноярске варьируется от 1 % до 100 % в разных районах, при этом значительная доля, превышающая 50 %, характерна для большинства веществ, по которым моделирование выявило превышение установленных гигиенических нормативов. В зонах с вкладом до 10 % проживает порядка 715 тыс. человек, при вкладе 10-20 % -207 тыс., 20-30 % -10 тыс., а при > 30 % - порядка 500 человек, охватывая всю жилую площадь > 340 км .
Гигиенический анализ состояния атмосферного воздуха репрезентативной территории, по
данным инструментальных измерений до реализации воздухоохранных мероприятий
По данным сводной базы параметризованных стационарных и передвижных источников (промышленные объекты, автотранспортные средства, АИТ и иные объекты) на репрезентативной территории в атмосферный воздух выбрасывается 252 загрязняющих вещества с общим объемом выбросов более 140,8 тыс. тонн (Приложение Б). Гигиеническая оценка
качества атмосферного воздуха репрезентативной территории по результатам интсрументальных измерений проводилась в отношении веществ, выбрасываемых объектами теплоэнергетики.
Гигиеническая оценка результатов инструментальных измерений разовых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе на репрезентативной территории за период 20182020 гг. выявила превышения ПДКм.р. по 17 химическим веществам. В рассматриваемом периоде приоритетными факторами, обусловливающими высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха, являлись азота (II) оксид, азота диоксид, аммиак, бензол, взвешенные вещества, гидрохлорид, ксилол, свинец и его неорганические соединения, сера диоксид, сероводород, толуол, углерода оксид, фенол, формальдегид, фториды неорганические плохо растворимые, фтористые газообразные соединения, этилбензол. Значения превышений достигали до 60,0 ПДКм.р. (Таблица 5.9).
В динамике за последние 3 года увеличился уровень максимальных разовых концентраций практически всех веществ (темп прироста 59,4-5837,5 %). Тенденция к снижению уровня загрязнения атмосферы репрезентативной территории за исследуемый период зарегистрирована в отношении взвешенных веществ (на 23,7 %) и углерода оксида (на 0,56 %) (Таблица 5.9). Таблица 5.9 - Максимальные разовые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном
воздухе репрезентативной территории в целом по городу за 2018-2020 гг., доли ПДКм.р.
Наименование примеси 2018 2019 2020 Максимум за 2018-2020 гг. Темп прироста 2020 к 2018 гг., %
Азот (II) оксид 1,19 0,65 3,39 3,39 +184,87
Азота диоксид 1,50 2,53 2,93 2,93 +95,33
Аммиак 0,90 0,89 9,69 9,69 +976,67
Бензол 0,32 0,10 19,00 19,0 +5837,50
Взвешенные вещества 7,60 0,38 5,80 7,60 -23,68
Гидрохлорид 4,05 - 10,00 10,0 +146,91
Ксилол (смесь о-, м-, п- изомеров) 3,20 0,16 36,50 36,5 +1040,63
Свинец и его неорганические соединения - 1,90 - 1,90 -
Сера диоксид 0,40 0,30 1,91 1,91 +377,50
Сероводород 0,19 0,18 2,79 2,79 +1368,42
Толуол 0,96 0,11 14,83 14,83 +1444,79
Углерод (Сажа) - - 0,31 0,31 -
Углерода оксид 3,60 1,13 3,58 3,6 -0,56
Фенол 1,80 0,46 24,29 24,29 +1249,44
Формальдегид 4,96 1,22 39,00 39,0 +686,29
Фториды неорганические плохо растворимые 0,55 0,13 2,05 2,05 +272,73
Фтористые газообразные соединения 2,55 0,63 10,96 10,9 +329,80
Этилбензол 4,55 0,00 60,00 60,0 +1218,68
По данным натурных замеров содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе репрезентативной территории от всех источников в среднем за 2018-2020 гг. средние концентрации бенз(а)пирена превысили ПДКс.с. в 1,85 раза (темп прироста составил 197,03 %), по формальдегиду превышения наблюдались в 2019 году на уровне 1,46 ПДКм.р. Для репрезентативной территории характерна тенденция к росту уровня загрязнения атмосферного
воздуха по четырем веществам, в отношении которых в течение рассматриваемого периода превышения нормативов не отмечались, - бензолу, гидрохлориду, диоксиду серы и формальдегиду. Темпы прироста их концентраций составляют от 54,17 % до 1200 %. Одновременно зафиксирована устойчивая тенденция к снижению загрязненности атмосферного воздуха по среднесуточным концентрациям диоксида азота, аммиака, взвешенных веществ, оксида углерода, фенола и газообразных фторсодержащих соединений, при этом темпы у варьируются от 16,7 % до 66,7 %. Следует отметить, что превышения предельно допустимых среднесуточных концентраций для указанных химических веществ не зафиксированы (таблицу 5.10).
Таблица 5.10 - Среднесуточные уровни концентраций загрязняющих веществ в атмосферном
воздухе репрезентативной территории за период 2018-2020 годов, доли ПДКс.с.
Наименование примеси 2018 2019 2020 Среднее за 2018-2020 гг. Темп прироста 2020 к 2018 гг., %
Азота диоксид 0,44 0,43 0,25 0,37 -43,18
Аммиак 0,06 0,08 0,05 0,06 -16,67
Бенз(а)пирен 1,01 1,54 3,00 1,85 +197,03
Бензол 0,01 0,01 0,13 0,05 +1200,0
Взвешенные вещества 0,77 0,59 0,57 0,64 -25,97
Гидрохлорид 0,01 0,16 0,02 0,06 +100,0
диАлюминий триоксид - - 0,04 0,04 -
Марганец и его соединении - - 0,07 0,07 -
Медь оксид - - 0,05 0,05 -
Никель - - 0,08 0,08 -
Свинец и его неорганические соединения - 0,02 0,04 0,03 -
Сера диоксид 0,24 0,25 0,37 0,29 +54,17
Углерода оксид 0,18 0,15 0,14 0,16 -22,22
Фенол 0,03 0,03 0,01 0,02 -66,67
Формальдегид 0,22 1,46 0,40 0,69 +81,82
Фтористые газообразные соединения 0,06 0,09 0,04 0,06 -33,33
Хром (хром шестивалентный) - - 0,01 0,01 -
Согласно данным многолетних инструментальных измерений за 2018-2020 гг. содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе средние концентрации бенз(а)пирена превышали предельно допустимую среднегодовую концентрацию в 1,85 раза, взвешенных веществ - в 1,29 раза, формальдегида - в 2,31 раза, этилбензола - в 8,13 раза. По 8-ми веществам (азота диоксид, бензол, марганец, медь оксид, никель, сероводород, формальдегид, этилбензол) в течении трех лет регистрировались превышения до 24,3 ПДКс.г. (Таблица 5.11).
Таблица 5.11 - Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
репрезентативной территории в целом по городу за 2018-2020 гг., доли ПДКс.г.
Наименование примеси 2018 2019 2020 Среднее за 20182020 гг. Темп прироста 2020 к 2018 гг., %
Азот (II) оксид 0,51 0,27 0,16 0,31 -68,63
Азота диоксид 1,09 1,08 0,63 0,93 -42,20
Аммиак 0,15 0,20 0,12 0,16 -20,0
Бенз(а)пирен 1,01 1,54 3,00 1,85 +197,03
Бензол 0,10 0,16 1,59 0,62 +1490,0
Взвешенные вещества 1,55 1,18 1,13 1,29 -27,10
Гидрохлорид 0,04 0,81 0,11 0,32 +175,0
диАлюминий триоксид - - 0,08 0,08 -
Ксилол 0,06 0,18 0,22 0,15 +266,7
Марганец и его соединения - - 1,37 1,37 -
Медь оксид - - 5,28 5,28 -
Никель - - 1,63 1,63 -
Свинец и его неорганические соединения - 0,05 0,08 0,07 -
Сероводород 1,04 0,00 0,00 0,35 -100,0
Толуол 0,00 0,05 0,06 0,04 -
Углерода оксид 0,18 0,15 0,14 0,16 -22,2
Фенол 0,05 0,07 0,01 0,04 -80,0
Формальдегид 0,73 4,87 1,32 2,31 +80,82
Фториды неорганические плохо растворимые 0,15 - 0,01 0,08 -93,3
Фтористые газообразные соединения 0,16 0,24 0,11 0,17 -31,25
Хром (Хром шестивалентный) - - 0,95 0,95 -
Этилбензол 24,3 0,04 0,06 8,13 -99,75
За последние три года на репрезентативной территории сформировалась устойчивая негативная тенденция повышения уровней содержания бенз(а)пирена, бензола, гидрохлорида, ксилола и формальдегида, темпы прироста которых составляют от 80,82 % до 1490 %. Параллельно регистрируется положительная динамика снижения среднегодовых концентраций оксида азота, азота диоксида, аммиака, взвешенных веществ, сероводорода, углерода оксида, гидроксибензола, плохо растворимых неорганических фторидов, газообразных фтористых соединений и этилбензола, выражающаяся в уменьшении показателей загрязнения на 20,0-100,0 % (Таблица 5.11).
Таким образом, данные на постах наблюдения за качеством атмосферного воздуха на репрезентативной территории в 2018-2020 гг. показали превышения максимальных разовых концентраций по веществам: гидрохлорид, бензол, диметилбензол, метилбензол, гидроксибензол, формальдегид, фтористые газообразные соединения, этилбензол - в диапазоне до 60,0 ПДКм.р.; оксид азота, диоксид азота, аммиак, взвешенные вещества, свинец, диоксид серы, сероводород, оксид углерода, неорганические плохо растворимые фториды - до 9,69 ПДКм.р.; превышения среднесуточных концентраций за 2018-2020 гг. - по бенз(а)пирену и формальдегиду (до 3,0 ПДКс.с.). Превышения среднегодовых концентраций зафиксированы по диоксиду азота,
бенз(а)пирену, бензолу, взвешенным веществам, марганцу, оксиду меди, никелю, сероводороду, формальдегиду и этилбензолу с максимальной величиной до 24,3 ПДКс.г.
Гигиеническая оценка качества атмосферного воздуха репрезентативной территории по верифицированным данным от всех источников, в том числе от объектов теплоэнергетики до
реализации воздухоохранных мероприятий
Учитывая различие натурных и расчетных данных по ряду химических веществ в точках расположения постов мониторинга репрезентативной территории, выполнена верификация расчетных уровней данными натурных исследований на существующее положение. На последующем этапе выполнена гигиеническая оценка степени загрязнения атмосферного воздуха репрезентативной территории, обусловленного деятельностью всех источников выбросов, включая объекты теплоэнергетики, по верифицированным данным в точках проживания населения с применением алгоритма, изложенного в МР 2.1.6.0157-19 [88] (Таблица 5.12). Таблица 5.12 - Значения коэффициентов соответствия между натурными и расчетными концентрациями загрязняющих веществ в атмосферном воздухе репрезентативной территории в
точках жилой застройки
Код в-ва Наименование примеси Вид концентрации Значение коэффициента соответствия*
Минимум Максимум
1 2 3 4 5
101 диАлюминий триоксид Среднегодовая 5,81 17,71
143 Марганец и его соединения Среднегодовая 7,55 17,04
146 Медь оксид Среднегодовая 148,79 180,17
164 Никель оксид Среднегодовая 49,48 100,11
184 Свинец и его неорганические соединения Максимальная разовая 1,00 1,00
Среднегодовая 26,75 4499,02
203 Хром Среднегодовая 55,12 55,12
301 Азота диоксид Максимальная разовая 0,09 1,81
Среднегодовая 0,59 16,27
303 Аммиак Максимальная разовая 0,27 90,16
Среднегодовая 23,13 1592,28
304 Азот (II) оксид Максимальная разовая 0,24 9,75
Среднегодовая 1,04 18,52
328 Углерод Максимальная разовая 1,00 1,00
Среднегодовая 1,00 1,00
330 Сера диоксид Максимальная разовая 0,03 4,05
Среднегодовая 0,36 3,77
333 Дигидросульфид Максимальная разовая 0,52 112,46
Среднегодовая 8,96 1189,07
337 Углерода оксид Максимальная разовая 0,28 11,44
Среднегодовая 2,13 37,15
342 Фтористые газообразные соединения Максимальная разовая 0,16 23,30
Среднегодовая 0,85 52,29
344 Фториды неорганические плохо растворимые Максимальная разовая 0,45 18,44
Среднегодовая 0,75 66,89
602 Бензол Максимальная разовая 0,04 49,11
Среднегодовая 3,49 2799,90
1 2 3 4 5
616 Диметилбензол (смесь о-, м-, п-изомеров) Максимальная разовая 1,28 166,73
Среднегодовая 0,50 58,69
621 Метилбензол Максимальная разовая 0,22 22,04
Среднегодовая 4,87 125,89
627 Этилбензол Максимальная разовая 3,70 204,26
Среднегодовая 4,07 232904,00
703 Бенз(а)пирен Максимальная разовая 687,39 5878,94
Среднегодовая 0,06 18,88
1071 Гидроксибензол Максимальная разовая 1,57 213,32
Среднегодовая 0,88 218,53
1325 Формальдегид Максимальная разовая 6,75 2272,38
Среднегодовая 15,78 1536,52
2902 Взвешенные вещества Максимальная разовая 0,46 106,68
Среднегодовая 17,64 390,61
По результатам гигиенической оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха от всех
источников репрезентативной территории, выполненной на основе верифицированных данных, полученных в жилых зонах, установлены превышения ПДКм.р. для ряда загрязняющих веществ. Для пяти химических веществ - диоксида азота, оксида азота (II), диоксида серы, углерода и метилбензола - выявлены концентрации, превышающие нормативы максимальных разовых предельно допустимых концентраций (ПДКм.р.) до 9,01 раза. В свою очередь, для десяти веществ, а именно аммиака, дигидросульфида, оксида углерода, газообразных фторидов, бензола, диметилбензола, этилбензола, гидроксибензола, формальдегида и взвешенных веществ, зарегистрированы максимальные разовые концентрации, которые превышают десятикратную величину установленных нормативов (Таблица 5.13).
Таблица 5.13 - Диапазоны верифицированных максимальных разовых концентраций загрязняющих
веществ, превышающих ПДКм.р. от всех источников в зонах жилой застройки г. Красноярск
Код в-ва Название вещества Доли ПДКм.р.
Минимум Среднее Максимум
301 Азота диоксид 0,11 0,98 9,01
303 Аммиак менее 0,01 0,49 10,2
304 Азот (II) оксид 0,02 0,35 3,23
328 Углерод (сажа) 0,11 0,31 1,55
330 Сера диоксид 0,01 0,11 1,24
333 Дигидросульфид менее 0,01 0,67 10,99
337 Углерода оксид 0,09 2,34 30,1
342 Фториды газообразные 0,10 1,51 12,03
602 Бензол менее 0,01 0,51 54,26
616 Диметилбензол 0,05 2,60 56,95
621 Метилбензол менее 0,01 0,24 5,54
627 Этилбензол 0,03 3,60 >100,00
1071 Гидроксибензол 0,12 4,44 >100,00
1325 Формальдегид 0,11 2,27 31,50
2902 Взвешенные вещества 0,24 31,36 >100,00
Гигиеническая оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха на репрезентативной территории, выполненная по верифицированным данным, полученным в жилых зонах, показала наличие превышений среднегодовых предельно допустимых концентраций (ПДКс.г.) для ряда веществ, выбрасываемых всеми источниками. Для аммиака, оксида (II) азота, углерода оксида, газообразных фторидов, диметилбензола и гидроксибензола превышения ПДКс.г. составили от 1,23 до 8,5 раза. В отношении десяти других загрязняющих веществ, а именно этилбензола, марганца и его соединений, взвешенных веществ, оксида меди, бензола, хрома, формальдегида, дигидросульфида, бенз(а)пирена и диоксида азота, по результатам той же оценки установлены концентрации, превышающие норматив более чем в 10 раз (Таблица 5.14).
Таблица 5.14 - Диапазоны верифицированных среднегодовых концентраций загрязняющих веществ,
превышающих ПДКс.г., от всех источников в зонах жилой застройки репрезентативной территории
Код в-ва Название вещества Доли ПДКс.г.
Минимум Среднее Максимум
143 Марганец и его соединения 0,28 1,64 более 10,0
146 Медь оксид 0,19 2,05 53,96
203 Хром 0,22 2,86 33,76
301 Азота диоксид 0,14 1,26 11,20
303 Аммиак 0,03 0,43 8,53
304 Азот (II) оксид 0,02 0,28 1,78
333 Дигидросульфид 6,91Е-03 0,76 22,78
337 Углерод оксид 0,06 0,48 1,63
342 Фториды газообразные 0,07 0,42 2,17
602 Бензол 0,02 8,39 41,25
616 Диметилбензол 3,47Е-04 0,05 2,46
627 Этилбензол 2,61Е-04 43,29 более 60,0
703 Бенз(а)пирен 0,10 4,58 15,38
1071 Гидроксибензол 7,24Е-04 0,08 1,26
1325 Формальдегид 0,10 4,66 26,34
2902 Взвешенные вещества 1,61 16,45 более 20,0
Гигиеническая оценка качества атмосферного воздуха репрезентативной территории по верифицированным данным в результате деятельности объектов теплоэнергетики до
реализации воздухоохранных мероприятий
По результатам гигиенической оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха репрезентативной территории в результате деятельности объектов теплоэнергетики по верифицированным данным в зонах жилой застройки установлено наличие превышений гигиенических нормативов ПДКм.р. в отношении 11 веществ: азота диоксида (до 1,82 ПДКм.р.), азота (II) оксида (до 1,08 ПДКм.р.), углерода (до 1,52 ПДКм.р.), серы диоксида (до 1,11 ПДКм.р.), дигидросульфида (до 1,53 ПДКм.р.), диметилбензола (до 7,62 ПДКм.р.), этилбензола (до 10,04 ПДКм.р.), углерода оксида (до 29,92 ПДКм.р.), бензола (до 1,41 ПДКм.р.), формальдегида (до 18,3 ПДКм.р.), взвешенных веществ (до 14,97 ПДКм.р.) (Таблица 5.15). Численность населения,
проживающего в зонах с повышенными максимальными разовыми концентрациями, формируемыми выбросами объектов теплоэнергетики, составила 581,3 тыс. человек. Таблица 5.15 - Диапазоны верифицированных максимальных разовых концентраций загрязняющих веществ, превышающих ПДКм.р., в зонах жилой застройки репрезентативной
территории от объектов теплоэнергетики
Код Наименование вещества Доли ПДКм.р.
в-ва Минимум Среднее Максимум
184 Свинец и его неорганические соединения менее 0,01 менее 0,01 менее 0,01
301 Азота диоксид 0,03 0,31 1,82
304 Азот (II) оксид менее 0,01 0,10 1,08
328 Углерод 0,10 0,29 1,52
330 Сера диоксид менее 0,01 0,08 1,11
333 Дигидросульфид менее 0,01 0,05 1,53
337 Углерода оксид 0,05 2,17 29,92
602 Бензол менее 0,01 0,05 1,41
616 Диметилбензол (смесь о-, м-, п- изомеров) менее 0,01 0,23 7,62
627 Этилбензол менее 0,01 0,23 10,04
1325 Формальдегид 0,01 0,51 18,28
2902 Взвешенные вещества 0,04 2,05 14,97
Установлены превышения среднегодовых гигиенических нормативов концентраций
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, обусловленные деятельностью объектов теплоэнергетики репрезентативной территории для азота диоксида, углерода оксида, формальдегида, взвешенных веществ, бензола и диметилбензола в диапазоне от 1,35 до 19,04 ПДКс.г. (Таблица 5.16). Численность населения, проживающего в зонах с повышенными среднегодовыми концентрациями, формируемыми выбросами объектов теплоэнергетики, составила 457,1 тыс. человек.
Таблица 5.16 - Диапазоны расчетных концентраций загрязняющих веществ, превышающих ПДКс.г. от объектов теплоэнергетики в селитебной зоне репрезентативной территории,
верифицированные натурными измерениями, доли ПДКс.г.
Код в-ва Наименование вещества Доли ПДКс.г.
Минимум Среднее Максимум
301 Азота диоксид 0,03 0,26 3,20
337 Углерода оксид 0,03 0,32 1,35
1325 Формальдегид 0,02 0,74 19,04
2902 Взвешенные вещества 0,20 3,80 13,79
602 Бензол 3,41Е-06 0,06 7,39
616 Диметилбензол 5,92Е-06 0,03 1,45
Таким образом, на основе верифицированных данных на репрезентативной территории
выявлены превышения максимальных разовых концентраций загрязняющих веществ от всех источников: для азота диоксида, азота (II) оксида, серы диоксида, углерода, метилбензола - до
9,01 ПДКм.р.; для аммиака, дигидросульфида, оксида углерода, газообразных фторидов, бензола, диметилбензола, этилбензола, гидроксибензола, формальдегида, взвешенных веществ - более 10 ПДКм.р. Превышения гигиенических нормативов по среднегодовым предельно допустимым концентрациям (ПДКс.г.) зафиксированы: для аммиака, оксида азота (II), оксида углерода, газообразных фторидов, диметилбензола и гидроксибензола - до 8,5 ПДКс.г.; для этилбензола, марганца и его соединений, взвешенных веществ, оксида меди, бензола, хрома, формальдегида, дигидросульфида, бенз(а)пирена, диоксида азота - более чем в 10 раз выше ПДКс.г.
По результатам верифицированных данных, уровни загрязнения атмосферного воздуха, обусловленные деятельностью объектов теплоэнергетики, по максимальным разовым концентрациям установлены для 11 веществ: диоксида азота, азота (II) оксида, углерода, серы диоксида, дигидросульфида, диметилбензола, этилбензола, оксида углерода, бензола, формальдегида, взвешенных веществ - в диапазоне от 1,08 до 29,92 ПДКм.р. Превышения среднегодовых предельно допустимых концентраций зафиксированы для азота диоксида, углерода оксида, формальдегида, взвешенных веществ, бензола и диметилбензола в интервале от 1,35 до 19,04 ПДКс.г.
Анализ компонентного и дисперсного состава твердых частиц атмосферного воздуха в зоне воздействия теплоэнергетических объектов на репрезентативной территории до реализации
воздухоохранных мероприятий
Для последующего установления причинно-следственных связей между деятельностью конкретного источника (ТЭЦ) и рисками для здоровья населения, для разработки более эффективных мер по снижению загрязнения проводилось исследование компонентного и дисперсного состава атмосферного воздуха в зоне влияния крупной ТЭЦ в рамках углубленного анализа выбросов [146].
По результатам гигиенической оценки качества атмосферного воздуха в зоне воздействия объектов теплоэнергетики (крупной ТЭЦ) на соответствие нормативам СанПиН 1.2.3685-21, выполненной с использованием расчетных данных, верифицированных инструментальными измерениями, в точке эксперимента установлены превышения для следующих веществ: взвешенные вещества (3,29 ПДКм.р.; 1,36 ПДКс.г.), неорганическая пыль с содержанием SiO2 7020 % (1,52 ПДКм.р.), марганец и его соединения (1,08 ПДКс.г.), оксид меди (3,42 ПДКс.г.), неорганические плохо растворимые фториды (1,02 ПДКс.г.). В зоне, квалифицируемой как территория относительного санитарно-эпидемиологического благополучия по качеству атмосферного воздуха, превышений гигиенических нормативов не зарегистрировано.
В холодный период в точке влияния крупной ТЭЦ инструментальными измерениями фиксировались превышения: взвешенных веществ до 1,13 ПДКс.с., РМ10 до 1,38 ПДКс.с., РМ2.5 до 1,42 ПДКс.с.; в теплый период - взвешенных веществ до 1,3 ПДКс.с., РМ10 до 1,14 ПДКс.с.,
РМ2.5 до 1,0 ПДКс.с. Гигиеническая оценка в зоне сравнения не выявила превышений предельно допустимых концентраций ни одного из исследуемых веществ в оба сезонных периода.
Экспериментальное исследование проводилось в двух зонах (точках), различающихся по уровню экспозиции, по дисперсному, компонентному и морфологическому составу твердых частиц, содержащихся в атмосферном воздухе. Точка 1 располагалась в зоне преимущественного воздействия крупной теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Точка 2 определена как зона относительного санитарно-эпидемиологического благополучия по качеству атмосферного воздуха и служила точкой сравнения. Анализ компонентного состава твердых фракций атмосферного воздуха на репрезентативной территории в зоне воздействия объектов теплоэнергетики выявил присутствие натрия, магния, железа, кремния, алюминия, калия, серы, фосфора, кальция, фтора и кислорода в составе оксидов (Таблица 5.17).
В холодный период года по сравнению с теплым наблюдается увеличение числа идентифицируемых компонентов в твердых частицах атмосферного воздуха, что, вероятно, объясняется интенсивным отопительным сезоном в зимние месяцы. В холодный сезон основная масса твердых частиц (58,6 %) отличается высоким содержанием алюминия, кремния, железа и натрия. В теплый период происходят изменения в химическом составе твердых фракций; при этом кремний и алюминий сохраняют лидирующие позиции, составляя около 50 % от общего объема твердых частиц. Оценка компонентного состава твердых частиц в зоне относительного санитарно-эпидемиологического благополучия показала, что как в теплый, так и в холодный периоды около половины содержания химических веществ в атмосферном воздухе формировалось за счет кремния.
Таблица 5.17 - Распределение химических элементов в составе твердых частиц атмосферного воздуха в зоне воздействия ТЭЦ-1 и в зоне относительного санитарно-эпидемиологического благополучия, %
Загрязняющее вещество Холодное время года Теплое время года
Точка в зоне влияния Точка Точка в зоне влияния Точка
крупной ТЭЦ сравнения крупной ТЭЦ сравнения
Натрий (№) 11,9 - 0,45 -
Магний (Mg) - - 0,34 -
Железо ^е) 12,68 - - -
Кремний 16,24 49,58 25,06 51,54
Алюминий (А1) 17,77 - 24,65 -
Калий (К) 6,56 - 8,03 -
Сера 10,24 - - -
Фосфор (Р) 10,85 - - -
Кальций (Са) 4,51 - - -
Фтор - - 6,68 -
Кислород (О) 9,27 51,42 34,78 48,46
Исследование дисперсного распределения твердых частиц в районе воздействия теплоэнергетических объектов на качество атмосферного воздуха в течение холодного и тёплого сезонов года показало изменчивость морфологического состава частиц. При этом преобладание наблюдается у мелкодисперсных фракций с размерами от 1,0 до 3,0 мкм, доля которых варьирует в пределах от 51,1 % до 58,6 % общего объёма эмиссий. Среди них частицы с размером менее 1,5 мкм составляют почти 20 % (Рисунок 5.3).
30 ------------------------
! 0l.li
М , I , I , I , I , I , I , I , I , ^ч ^ч
О I ,1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,1
Размер частиц, мкм ю
■ Исследование в феврале, 2022 Исследование в мае, 2022
Рисунок 5.3 - Дисперсный состав твердых частиц в атмосферном воздухе в зоне воздействия
ТЭЦ, %
Исследование морфологических характеристик твердых частиц в зоне воздействия теплоэнергетических объектов выявило, что в холодный и теплый периоды года порядка 28,430,4 % частиц характеризуются высокой округлостью с коэффициентом сферичности в диапазоне от 0,9 до 1,0 (Таблица 5.18).
Таблица 5.18 - Морфологический состав частиц атмосферного воздуха до 10 мкм (коэффициент сферичности), %
Коэффициент сферичности Исследование, проведенное в холодный период года Исследование, проведенное в теплое время года
0,1-0,2 0,33 0,00
0,2-0,3 7,60 13,23
0,3-0,4 8,92 13,94
0,4-0,5 10,57 7,96
0,5-0,6 10,79 12,21
0,6-0,7 10,90 6,52
0,7-0,8 9,58 12,09
0,8-0,9 10,90 5,69
0,9-1,0 30,40 28,37
Количество подсчитанных частиц, шт. 2015 1671
Оценка дисперсного состава твердых фракций в атмосферном воздухе показала, что превалируют частицы размером до 10 мкм - более 85%. При этом около 50 % частиц характеризуются повышенной округлостью с коэффициентом сферичности в интервале 0,7-1,0.
Таким образом, оценка дисперсного состава твердых фракций размером до 10 мкм в атмосферном воздухе показала, что основную массу частиц составляют алюминий, кремний, железо, натрий, кальций (более 50 %). Анализ дисперсного состава твердых частиц в зоне с максимальным влиянием объектов теплоэнергетики на качество атмосферного воздуха показал, что в выбросах преобладают частицы более мелкого диаметра (от 1,0 до 3,0 мкм) от 51,1 до 58,6 % и порядка 30,0 % частиц имеют сферичность от 0,9 до 1,0. Полученные данные свидетельствуют о том, что компонентный состав атмосферного воздуха отличается большей сложностью по сравнению с перечнем веществ, учитываемых при проведении инвентаризации выбросов от стационарных источников.
Анализ компонентного, размерного (дисперсного) и морфологического состава твердых фракций
в золе, проведенный на репрезентативной территории
Для установления причинно-следственной связи между специфическими компонентами загрязнения атмосферного воздуха в жилой зоне и деятельностью конкретного промышленного источника (крупной ТЭЦ) проведён сравнительный анализ элементного состава воздуха в зоне влияния данной ТЭЦ и ее золы.
Объекты теплоэнергетики и теплоснабжения репрезентативной территории, а именно ТЭЦ-1 и АИТы, работающие на угле, выбрасывают 36 химических соединений, учитывая выбросы вспомогательных производств. Из совокупного перечня выбрасываемых веществ 11 компонентов классифицируются как твердые частицы, включающие соединения железа, марганца, никеля и хрома, сажу, слабо растворимые фториды, бенз(а)пирен, взвешенные вещества, абразивную пыль и неорганическую пыль с содержанием диоксида кремния (БЮг) в диапазоне от менее 20 % до 70 %. Массовая доля твердых фракций в общей массе выбросов от ТЭЦ-1 превышает 30 %.
Микрозондовый рентгеноспектральный анализ золы позволил выявить химический состав твердых частиц размером до 100 мкм, который включает элементы: натрий, магний, железо, кремний, алюминий, калий, серу, фосфор, кальций, стронций, кислород в составе оксидных соединений. Указанные результаты согласуются с данными рентгеноспектрального анализа. Основная часть идентифицированных твердых частиц представляет собой соединения кальция, магния, железа, кремния, алюминия, натрия, калия, серы и фосфора, суммарная доля которых превышает 59 % (Рисунок 5.4, 5.5).
Кремний -5
Железо -6.1%
Магний -6.1%
Кальций -35.5%
Кислород 40.1%
О иСа иМд^е ^ ^г А1 ^ Nа К Р
а) б)
Рисунок 5.4 - Химический состав твердых частиц в золе: а) микрозондовый рентгеноспектральный анализ золы, б) компонентный состав золы, %
ср
я к, с, Са
Ре. N'8, МЁ, Л1, вг. р 5
К
П1 К |Ре № 1 Ге
я и ЭУ Р
С О Мд
1
! 1 1
1.1 ш л
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1С
ЬеУ
Рисунок 5.5 - Компонентный состав золы в результате спектрального анализа
Для оценки размеров и формы частиц твердых компонентов золы получены микрофотографии при увеличениях 30, 150 и 350 крат (Рисунок 5.6).
в)
г)
Рисунок 5.6 - Изображение твердых частиц золы с увеличением: а) х30; б) х150; в), г) х350.
Исследование дисперсного распределения твердых частиц до 100 мкм в золе с помощью электронно-микроскопического анализа показало, что большая часть частиц имеет диаметр, не превышающий 10,0 мкм, при этом их доля составляет 63,8 % от общего количества твердых частиц (Рисунок 5.7).
40,0 -35,0 30,0
I 25'0 * 20,0 Д 15,0 10,0 5,0 0,0
24 17 1,2 0,9 0,6 0,4 0,3 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,6
■ I I I I-1-1-1-1-1-1-
<а <а «а «а <г> <г> .о о <ь <ь <а <Й «а «а , <г> о <а
<3 г»" гА р' ф" ф" (¿У ф" ой" ф" ф-
V гр- пр- р- ф- ф- л«3- <£>" ор- ф- ^
Размер частиц, мкм
Рисунок 5.7 - Дисперсный состав твердых частиц размером 0-100 мкм в золе, %
Фракционный анализ частиц в диапазоне до 10 мкм показал относительно равномерное распределение, при этом более 50 % частиц имеют размер до 5,5 мкм (Рисунок 5.8).
8,10 8,07
9,00 8,00 7,00 6,00 „ 5,00 И 4,00
Й 2,95
§ 3,00 ---------------
¡3 2,00 -----------
<3 0,75
^ 1'00 0,00 0,05""
0,00
^ ^ $ £ р ф £ 3 ЛЬ * ь * ь й
* <й? v? ^ v v ы? v <ср ь? л- л? <ъ* <ъ? с,у ^
Размер частиц, мкм
Рисунок 5.8 - Дисперсный состав твердых частиц размером 0-10 мкм в золе, % Морфологический анализ твердых частиц размером до 10 мкм показал, что около 57 % частиц характеризуются коэффициентом сферичности в диапазоне 0,4-0,7, указывающим на неправильную форму частиц, способных задерживаться на различных уровнях дыхательных путей. Частицы преимущественно округлой морфологии с коэффициентом сферичности в диапазоне 0,7-1,0, характеризующиеся способностью проникать в глубокие отделы дыхательной системы, составляют около 32 % от общего числа исследованных частиц (Таблица 5.19). Таблица 5.19 - Морфологический состав частиц золы до 10 мкм (коэффициент сферичности), %
Коэффициент сферичности Содержание
0-0,1 0,00
0,1-0,2 0,02
0,2-0,3 1,79
0,3-0,4 8,25
0,4-0,5 16,59
0,5-0,6 20,04
0,6-0,7 20,36
0,7-0,8 16,56
0,8-0,9 11,07
0,9-1,0 5,33
Химический анализ золы показал присутствие в частицах размером до 10 мкм примесей кальция, магния, железа, кремния и алюминия, суммарная доля которых достигает более 54 %, наряду с присутствием других твёрдых компонентов основную долю твердых частиц в золе занимает кальций (38,9 %).
В результате микроскопического исследования золы (частицы размером до 100 мкм) установлен химический состав взвешенных частиц, включающий следующие элементы: натрий, магний, железо, кремний, алюминий, калий, кальций, стронций, серу и фосфор. В золе
преобладающую долю составляют частицы с диаметром менее 10,0 мкм (63,8 %), основу которых образуют взвешенные частицы кальция, магния, железа, кремния и алюминия, чья суммарная доля превышает 54 %. Морфологический анализ твердых частиц размером до 10 мкм показал, что около 57 % частиц характеризуются коэффициентом сферичности в диапазоне 0,4-0,7, указывающим на неправильную форму частиц, способных задерживаться на различных уровнях дыхательных путей.
Сопоставительный анализ компонентного, дисперсного и морфологического состава атмосферного воздуха в зоне влияния крупной ТЭЦ и золы
Компонентный состав твердых частиц атмосферного воздуха и золы сопоставим на 78%. Основу твердых частиц, присутствующих в атмосферном воздухе и золе, составляют такие элементы, как алюминий, кремний, железо, натрий, калий, кальций, сера и фосфор.
Исследование дисперсного распределения твердых частиц в атмосферном воздухе в зоне максимального влияния выбросов анализируемой теплоэлектростанции выявило незначительные отличия от состава золы в части содержания микроразмерных частиц. Размерный спектр частиц атмосферного воздуха характеризовался значительной вариабельностью, преобладающая доля (около 65 %) приходилась на фракции менее 4,0 мкм (из них доля частиц размером менее 1,5 мкм достигала 20,9 %), при этом в золе более 50 % частиц имели размер до 5,5 мкм (из них 17,2 % составляли частицы до 3,0 мкм).
Анализ морфологического состава атмосферного воздуха и золы показал, что 30 % частиц атмосферного воздуха обладали высокой степенью сферичности, оцениваемой в диапазоне от 0,9 до 1,0, в золе - от 0,7 до 1,0 (Таблица 5.20).
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.